Функции системы управления базами данных

Функции СУБД

• Управление данными во внешней памяти

Данная функция предоставляет пользователям возможности выполнения основных операций, которые осуществляются с данными, — это сохранение, извлечение и обновление информации. Она включает в себя обеспечение необходимых структур внешней памяти как для хранения данных, непосредственно входящих в БД, так и для служебных целей, например для ускорения доступа к данным.

2. Управление транзакциями

Транзакция — это последовательность действий над БД, выполняемых за одну операцию ввода - вывода. Транзакция представляет собой набор действий, выполняемых с целью доступа или изменения содержимого базы данных.

Примерами простых транзакций может служить добавление, обновление или удаление в базе данных сведений о некоем объекте.

Сложная же транзакция образуется в том случае, когда в базу данных требуется внести сразу несколько изменений. Инициализация транзакции может быть вызвана отдельным пользователем или прикладной программой.

• Восстановление базы данных

Одним из основных требований к СУБД является надежность хранения данных во внешней памяти. Под надежностью хранения понимается то, что СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее согласованное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя. Обычно рассматриваются два возможных вида аппаратных сбоев:

• мягкие сбои , которые можно трактовать как внезапную остановку работы компьютера (например, аварийное выключение питания);
• жесткие сбои , характеризуемые потерей информации на носителях внешней памяти.

Поддержание надежности хранения данных в БД требует избыточности хранения данных, причем та часть данных, которая используется для восстановления , должна храниться особо надежно. Наиболее распространенным методом поддержания такой избыточной информации является ведение журнала изменений БД.

4. Поддержка языков БД

Для работы с базами данных используются специальные языки, называемые языками баз данных . В современных СУБД обычно поддерживается единый интегрированный язык , содержащий все необходимые средства для работы с БД, начиная от ее создания, и обеспечивающий базовый пользовательский интерфейс с базами данных.

Стандартным языком наиболее распространенных в настоящее время реляционных СУБД является язык SQL (Structured Query Language — язык структурированных запросов). Язык SQL позволяет определять схему реляционной БД и манипулировать данными.

5. Словарь данных

В трехуровневой архитектуре СУБД обязательно наличие интегрированного системного каталога с данными о схемах, пользователях, приложениях и т. д. Системный каталог, который еще называют словарем данных , является, таким образом, хранилищем информации, описывающей данные в базе данных. Предполагается, что каталог доступен как пользователям, так и функциям СУБД.

В словаре данных содержится следующая информация:

• имена, типы и размеры элементов данных;
• имена связей;
• накладываемые на данные ограничения поддержки целостности;
• имена пользователей , которым предоставлено право доступа к данным;
• внешняя, концептуальная и внутренняя схемы и отображения между ними;
• статистические данные, например частота транзакций и счетчики обращений к объектам базы данных.

6. Управление параллельным доступом

Одна из основных целей создания и использования СУБД заключается в том, чтобы множество пользователей могло осуществлять параллельный доступ к совместно обрабатываемым данным.

Параллельный доступ сравнительно просто организовать, если все пользователи выполняют только чтение данных, поскольку в этом случае они не могут помешать друг другу. Однако когда два или больше пользователей одновременно получают доступ к базе данных, конфликт с нежелательными последствиями легко может возникнуть, например, если хотя бы один из них попытается обновить данные.

7. Управление буферами оперативной памяти

СУБД обычно работают с БД значительного размера. При обращении к любому элементу данных будет производиться обмен с внешней памятью, тогда вся система будет работать со скоростью устройства внешней памяти. Практически единственным способом реального увеличения этой скорости является буферизация данных в оперативной памяти. В развитых СУБД поддерживается собственный набор буферов оперативной памяти с собственной дисциплиной замены буферов.

8. Контроль доступа к данным

СУБД должна иметь механизм, гарантирующий возможность доступа к базе данных только санкционированных пользователей и защищающий ее от любого несанкционированного доступа. В современных СУБД поддерживается избирательный подход или обязательный подход.

В большинстве современных систем предусматривается избирательный подход , при котором некий пользователь обладает различными правами при работе с разными объектами. Значительно реже применяется обязательный подход , где каждому объекту данных присваивается некоторый классификационный уровень, а каждый пользователь обладает некоторым уровнем допуска.

9. Поддержка целостности данных

Термин целостность используется для описания корректности и непротиворечивости хранимых в БД данных. Реализация поддержки целостности данных предполагает, что СУБД должна содержать сведения о тех правилах, которые нельзя нарушать при работе с данными, и обладать инструментами контроля за тем, чтобы данные и их изменения соответствовали заданным правилам.